Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия пробирки и

Условие

На двух невесомых нерастяжимых вертикальных нитях подвешена горизонтальная пробирка с газом, закрытая пробкой. Масса пробирки М = 0,05 кг, длина нитей L = 0,4 м, нить рвется, когда к ней прикладывается сила Т = 0,5 Н. При нагревании подвешенной пробирки из нее вылетает пробка массой m со скоростью 10 м/с. Найти минимальную массу пробки, при которой в момент ее вылета нити разорвутся.

Какие законы Вы используете для описания взаимодействия пробирки и пробки? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. ОбоснованиеСистему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. Силы сопротивления воздуха не оказывают влияние на движение пробки и пробирки, поскольку они пренебрежимо малы. Внешние силы реакции опоры и силы тяжести не оказывают действия в горизонтальном направлении (так как сумма их проекций на горизонтальную ось равна нулю). Следовательно, в инерциальной системе отсчета применим закон сохранения импульса.В нижней точке пробирку можно считать материальной точку, на которую действуют сила натяжения нити и сила тяжести. В инерциальной системе отсчета можно применить второй закон Ньютона. Равнодействующая сил в этой точке является причиной центростремительного ускорения. Значит, можно применять законы равномерного движения тела по окружности. Перейдем к решению.1. При взаимодействии пробки с пробиркой они приобретут скорости, равные соответственно υ и u. По закону сохранения импульса mυ = Mu, откуда m=Muvm= \frac{Mu}{v}

Осталось ещё 2 шага

  1. Пробирка приобретет скорость и в нижней точке…

  2. Находим искомую массу пробки: m= 1/v √ML ( 2T…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача высокого уровня с обоснованием)»